用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统技术方案

本发明专利技术涉及叉车平衡性研究设计领域，特别涉及一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，包括处理模块、功率驱动模块；处理模块用于接收节气门传感器、制动踏板位置传感器、系统总油路油压传感器、陀螺仪传感器、方向盘转角传感器、发动机转速传感器、车速传感器以及四个车轮的制动油压传感器、四个车轮的轮速传感器输出的信号，对这些信号处理后输出控制信号至功率驱动模块；驱动模块输出驱动电能驱动叉车平衡控制系统动作。通过对多个传感器信号的采集、处理，实现叉车平衡控制系统的精确控制，提高叉车的操控性，降低叉车在上坡、下坡、加速、制动和转向时发生倾翻的可能性，最大限度地保证叉车行驶的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统
本专利技术涉及叉车平衡性研究设计领域，特别涉及一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统。
技术介绍
由于叉车的机体紧凑、转向灵活、种类型号多样、场地适应能力高等诸多优点，其在物流领域的应用越来越广泛，货物的搬运与装卸基本都由叉车来完成。除少数类型的专用叉车或特种叉车外，大多数叉车在整车设计上都采用四轮平衡重式布局，即：在叉车前进方向上，货叉架正面布置、以四个车轮支撑整车和货物重量、前轮驱动、后轮转向。四轮平衡重式叉车在转向操作上一般采用机械转向或液压辅助助力转向，在车辆制动方面一般采用前轮制动方式。近年来，随着用户对叉车操作灵活性、轻便性、制动性、安全性方面的要求越来越高，传动的前轮制动方式的弊端也日渐凸显。其一，现有叉车的操控性较差。四轮平衡重式叉车在叉装、堆码和搬运货物时，不同外形和重量的货物以及叉车自重会使得各个车轮承受的载荷不同；当叉车进行转向、加速或制动等操作时，叉车与货物共同形成的车货联合重心上所受各种力的合力的作用方向发生改变，也使得各个车轮承受的载荷不断变化。叉车各个车轮上载荷的不均和变化直接影响各个车轮与地面之间的附着力不均和变化，附着力直接影响到叉车对转向驾驶操控的响应，使得车轮的实际转向并不与驾驶操控的转向幅度对应。其二、现有叉车容易产生倾翻。倾翻是叉车使用过程中出现比例最高的事故，叉车在前后方向上的倾翻称为纵倾(纵向倾翻)，向左右方向的倾翻称为侧倾(横向倾翻)。在四轮平衡重式叉车的设计和使用过程中，必须保证叉车和货物联合重心点处的各种力的合力作用线处于四个车轮接地点的连线所围成的四边形支撑面内，叉车在上坡、下坡、加速、制动和转向时，极易导致前述平衡被打破，导致纵倾或侧倾。由于侧倾事故非常多且后果严重，大部分叉车上在防侧倾上也作出一些改进，即驱动桥与车身刚性连接、转向桥与车身铰接加限位挡块，这一设计使得转向桥能够具有一定的摆动幅度以加强转向轮对地面的仿形、避免地面不平时对叉车货物的冲击。在改进后叉车的侧倾界定方面，叉车运行过程中，当车货联合重心点处合力的作用线始终处于左、右两个前轮接地点和转向桥与车身铰接点围成的三角形区域内，转向桥相对于车身能够完全自由摆动时是安全的；在叉车运行过程中，由于各种原因导致转向桥相对于车身摆动到某一侧限位挡块起作用的位置时，转向桥对车身形成刚性支承，车货联合重心点处合力作用线处于或超出了左、右两个前轮接地点和转向桥与车身铰接点的连线，当车货联合重心点处合力的作用线处于叉车同侧前、后车轮接地点连线上时，叉车处于侧向翻倒的临界状态，一旦超出，则即刻引起叉车侧向翻倒。因此，改进后的叉车只能在一定限度内避免叉车的侧倾，并不能从根本上解决侧倾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，能够对叉车平衡控制系统实施控制，防止叉车侧倾。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，包括处理模块、功率驱动模块；处理模块用于接收节气门位置传感器、制动踏板位置传感器、系统总油路油压传感器、陀螺仪传感器、方向盘转角传感器、发动机转速传感器、车速传感器以及四个车轮的制动油压传感器、四个车轮的轮速传感器输出的信号，对这些信号处理后输出控制信号至功率驱动模块；功率驱动模块输出驱动电能驱动叉车平衡控制系统动作。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：通过对多个传感器信号的采集、处理，实现叉车平衡控制系统的精确控制，提高叉车的操控性，降低叉车在上坡、下坡、加速、制动和转向时发生倾翻的可能性，最大限度地保证叉车行驶的安全性。附图说明图1是叉车平衡控制系统和液压源模块的液压原理图；图2是转向补偿机构和平衡制动机构的结构示意图；图3是水平姿态调整机构的结构示意图；图4是举升单元放大示意图；图5是本专利技术的原理框图，其中包括传感器和电磁阀；图6是本专利技术实施例一的电路原理图；图7是本专利技术实施例二的电路原理图；其中：100-电控系统，110-功率驱动模块，111-系统总油压与转向控制驱动单元，112-水平姿态控制驱动单元，113-四轮制动控制驱动单元，120-单片机，121-中央处理器，122-脉宽调制控制输出单元，123-开关控制输出单元，124-总线控制单元，125-模数信号转换输入单元，126-开关信号输入单元，127-频率信号捕获输入单元，130-外围电路，131-外置存储单元，132-总线收发单元，133-模拟信号调理单元，134-开关信号调理单元，135-频率信号调理单元，200-传感器，201-节气门位置传感器，202-制动踏板位置传感器，203-系统总油路油压传感器，204-左前轮制动油压传感器，205-右前轮制动油压传感器，206-左后轮制动油压传感器，207-右后轮制动油压传感器，208-陀螺仪传感器，209-方向盘转角传感器，210-发动机转速传感器，211-车速传感器，212-左前轮轮速传感器，213-右前轮轮速传感器，214-左后轮轮速传感器，215-右后轮轮速传感器，300-叉车平衡控制系统，310-转向补偿机构，311-双作用油缸，312-液压转向器，313-第一补偿油路，314-第二补偿油路，315-第二电磁阀，316-第三电磁阀，320-水平姿态调整机构，321-液压缸，322-第一连杆，323-第二连杆，324-第一铰接轴，325-第二铰接轴，326-第三铰接轴，327-第四铰接轴，328-第四电磁阀，329-第五电磁阀，330-平衡制动机构，331-制动油缸，332-第六电磁阀，333-第七电磁阀，334-第八电磁阀，335-第九电磁阀，400-液压源模块，401-第一电磁阀，500-转向桥，501-主铰接轴，600-车身。具体实施方式下面结合图1至图7，对本专利技术做进一步详细叙述。参阅图1、图5，一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，包括处理模块、功率驱动模块110，处理模块用于接收节气门位置传感器201、制动踏板位置传感器202、系统总油路油压传感器203、陀螺仪传感器208、方向盘转角传感器209、发动机转速传感器210、车速传感器211以及四个车轮的制动油压传感器、四个车轮的轮速传感器输出的信号，对这些信号处理后输出控制信号至功率驱动模块110，功率驱动模块110输出驱动电能驱动叉车平衡控制系统300动作。这里，所述的四个车轮的制动油压传感器包括左前轮、右前轮、左后轮、右后轮制动油压传感器204、205、206、207，所述的四个车轮的轮速传感器包括左前轮、右前轮、左后轮、右后轮轮速传感器212、213、214、215。本电控系统100通过采集叉车的节气门的位置信息、制动踏板的位置信息、系统总油路的油压信息、四个车轮的制动油压信息、陀螺仪的输出信息、方向盘转角信息、发动机转速信息、车速信息以及四个车轮的转速信息，根据内置的程序对这些信息进行综合处理，判断车辆的转向是否到位，是否需要进行转向补偿，来提高叉车的操向响应；还根据这些信息判断叉车和货物联合重心点处的各种力的合力作用线是否处于四个车轮接地点的连线所围成的四边形支撑面内，是否需要对车身的某一侧提供支撑，以及是否需要改变四个车轮的制动力，来降低叉车发生倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，其特征在于：包括处理模块、功率驱动模块（110），处理模块用于接收节气门位置传感器（201）、制动踏板位置传感器（202）、系统总油路油压传感器（203）、陀螺仪传感器（208）、方向盘转角传感器（209）、发动机转速传感器（210）、车速传感器（211）以及四个车轮的制动油压传感器、四个车轮的轮速传感器输出的信号，对这些信号处理后输出控制信号至功率驱动模块（110），功率驱动模块（110）输出驱动电能驱动叉车平衡控制系统（300）动作。

【技术特征摘要】
1.一种用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，其特征在于：包括处理模块、功率驱动模块(110)，处理模块用于接收节气门位置传感器(201)、制动踏板位置传感器(202)、系统总油路油压传感器(203)、陀螺仪传感器(208)、方向盘转角传感器(209)、发动机转速传感器(210)、车速传感器(211)以及四个车轮的制动油压传感器、四个车轮的轮速传感器输出的信号，对这些信号处理后输出控制信号至功率驱动模块(110)，功率驱动模块(110)输出驱动电能驱动叉车平衡控制系统(300)动作；叉车平衡控制系统(300)包括转向补偿机构(310)、水平姿态调整机构(320)，转向补偿机构(310)、水平姿态调整机构(320)的动力由液压源模块(400)提供；所述的叉车平衡控制系统(300)还包括平衡制动机构(330)，平衡制动机构(330)的动力由液压源模块(400)提供，液压源模块(400)中设置有第一电磁阀(401)，第一电磁阀(401)为限压阀使系统工作压力过高时可以泄压并使泄压后的液压油溢回油箱；所述的转向补偿机构(310)包括双作用油缸(311)、液压转向器(312)、连通双作用油缸(311)两个液压腔和液压源模块(400)供油管路的第一、二补偿油路(313、314)以及第一、二补偿油路(313、314)上设置的第二、三电磁阀(315、316)，第二、三电磁阀(315、316)用于控制第一、二补偿油路(313、314)的通断；所述的水平姿态调整机构(320)包括两个举升单元，叉车转向桥(500)的中点通过主铰接轴(501)与车身(600)铰接，两个举升单元分置于铰接点两侧；举升单元包括液压缸(321)，液压缸(321)的缸体通过第一铰接轴(324)与车身(600)底部铰接，液压缸(321)的活塞杆顶端通过第二铰接轴(325)与第一、二连杆(322、323)铰接，第一连杆(322)的另一端通过第三铰接轴(326)与车身(600)铰接，第二连杆(323)的另一端通过第四铰接轴(327)与转向桥(500)铰接，第一、二、三、四铰接轴(324、325、326、327)均与主铰接轴(501)平行，两个举升单元的液压缸(321)分别通过第四、五电磁阀(328、329)与液压源模块(400)的供油管路连通，第四、五电磁阀(328、329)为二位三通电磁阀，用于控制液压缸(321)与液压源模块(400)供油管路的通断。2.如权利要求1所述的用于四轮平衡重式叉车平衡控制系统的电控系统，其特征在于：所述的平衡制动机构(330)包括设置在叉车车轮处用于车轮制动的四个制动单元，四个制动单元的制动油缸(331)分别通过第六、七、八、九电磁阀(332、333、334、335)与液压源模块(400)的供油管路连通，第六、七、八、九电磁阀(332、333、334、335)为三位三通常闭型压力比例控制电磁阀，用于控制制动油缸(331)与油箱和/或液压源模块(400)的供油管路的通断；所述的功率驱动模块(110)包括系统总油压与转向控制驱动单元(111)、水平姿态控制驱动单元(112)、四轮制动控制驱动单元(113)，系统总油压与转向控制驱动单元(111)驱动液压源模块(400)中的第一电磁阀(401)以及转向补偿机构(310)中的第二、三电磁阀(315、316)动作,...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏光，吴惠，张维，姜栋，王欢，汪韶杰，孙保群，彭建刚，李磊，盛楠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：